備戰(zhàn)2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 單元訓(xùn)練金卷 第五單元 萬有引力與航天A卷（含解析）

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1、 第五單元 注意事項： 1．答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但

2、不全的得2分，有選錯的得0分) 1．人類對天體運(yùn)動的認(rèn)識有著漫長艱難的過程，如日心說和地心說。下列說法不正確的是(　　) A．地心說認(rèn)為地球處于宇宙的中心靜止不動，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運(yùn)動 B．日心說認(rèn)為太陽是宇宙的中心且靜止不動，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動 C．在天文學(xué)史上，雖然日心說最終戰(zhàn)勝了地心說，但地心說更符合人們的直接經(jīng)驗 D．哥白尼經(jīng)過長期觀測和研究，提出了地心說，開普勒在總結(jié)前人大量觀測資料的基礎(chǔ)上，提出了日心說 2．德國天文學(xué)家開普勒用了20年的時間研究了丹麥天文學(xué)家第谷的行星研究資料，提出了開普勒行星運(yùn)動定律。下列說法中正確的是(　　) A．所有行星繞

3、太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上 B．對任意一個行星來說，在其軌道上運(yùn)動時，離太陽越近的，其運(yùn)動速度越慢 C．水星繞太陽運(yùn)動的半長軸比金星的小，所以水星繞太陽運(yùn)動的周期長 D．所有繞不同中心天體運(yùn)行的天體的軌道半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 3．隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，宇宙中飛行的衛(wèi)星也越來越多。技術(shù)更先進(jìn)、性能更優(yōu)越的衛(wèi)星不斷地替代落后的衛(wèi)星。一顆報廢的衛(wèi)星由于失去了動力，在空氣阻力作用下，其運(yùn)行高度逐漸降低，在還沒有進(jìn)入大氣層燒毀之前，其(　　) A．周期逐漸增大 B．動能逐漸增大 C．速度逐漸減小 D．加速度逐漸

4、減小 4．木星是繞太陽公轉(zhuǎn)的行星之一，而木星的周圍又有衛(wèi)星繞其公轉(zhuǎn)。如果已知下列物理量，能求得木星質(zhì)量的是(　　) A．衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期和木星的軌道半徑 B．木星的公轉(zhuǎn)周期和衛(wèi)星的軌道半徑 C．衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑 D．木星的公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑 5．通過實驗精確測得兩個半徑都為R的相同實心小銅球緊靠在一起時，它們之間的萬有引力大小為F。若把兩個半徑都是2R的實心大銅球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力的大小為(　　) A．16F B．8F C．4F D．2F 6．2019年1月3日，“嫦

5、娥四號”成功軟著陸在月球背面，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。飛船在月球表面軟著陸之前，在靠近月球表面的軌道上運(yùn)行，若要估算月球的平均密度，唯一要測量的物理量是(　　) A．飛船的軌道半徑 B．月球的半徑 C．飛船的飛行周期 D．飛船的線速度 7．(2019?全國III卷)金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動，它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金＜R地＜R火，由此可以判定 A．a(chǎn)金＞a地＞a火 B．a(chǎn)

6、火＞a地＞a金 C．v地＞v火＞v金 D．v火＞v地＞v金 8．宇航員乘坐飛船到達(dá)某個天體，發(fā)現(xiàn)在該天體上以某一初速度豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度是在地球上以相同初速度豎直上拋達(dá)到的最大高度的k倍，已知該天體的半徑是地球半徑的m倍，若不計空氣阻力，則該天體的質(zhì)量是地球質(zhì)量的(　　) A．km2 B． C． D． 9．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是(　　) A．同步衛(wèi)星的周期與地球的公轉(zhuǎn)周期相等 B．同步衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等 C．同步衛(wèi)星的高度是唯一的 D．同步衛(wèi)星可以定點

7、在地球上空的任意位置 10．環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星，離地越高，則衛(wèi)星的(　　) A．運(yùn)行速度越大 B．周期越大 C．向心加速度越大 D．發(fā)射速度越大 11．在遠(yuǎn)離其他天體的宇宙空間里，存在著兩個天體，它們始終繞著其連線上的某點做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是(　　) A．這兩個天體的周期一定相等 B．這兩個天體的運(yùn)行速度大小一定相等 C．這兩個天體的向心加速度大小一定相等 D．這兩個天體的質(zhì)量與運(yùn)行速度的乘積一定相等 12．已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若繞地球做勻速圓周

8、運(yùn)動的空間站離地面的高度也等于R，則(　　) A．空間站的運(yùn)行速度為 B．空間站的加速度為 C．空間站的周期為 D．空間站里的人和物都處于完全失重狀態(tài)，沒有重力 13．(2019?全國I卷)在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運(yùn)動，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過程，其a－x關(guān)系如圖中虛線所示，假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍，則(　　) A．M與N的密度相等 B．Q的質(zhì)量是P的3倍 C．Q下落過程中的最大動能是P的4倍 D．Q

9、下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(10分) 2019年1月3日，“嫦娥四號”成功軟著陸在月球背面。知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球的第一宇宙速度為7.9 km/s，在地面上的發(fā)射速度為第一宇宙速度的倍時，物體將脫離地球的引力。 (1)求月球的第一宇宙速度。 (2)類比法是科學(xué)研究的重要方法之一，如果把月球與地球相類比的話，則“嫦娥四號”在月球表面的起飛速度至

10、少多大才能離開月球返回地球？ 15．(10分)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(BDS)，是繼美全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。導(dǎo)航系統(tǒng)中的地球同步衛(wèi)星可用來傳送電話信號。地球半徑約為6.4 ×106 m，無線電信號的傳播速度為3.0×108 m/s，地球表面附近的重力加速度為10 m/s2。(＝4.26，＝2.1，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)求同步衛(wèi)星距地的高度。 (2)如果你與同學(xué)在地面上用同步衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號至收到對方發(fā)出的信號所需的最短時間約為多少？

11、 16．(13分)A、B是地球的兩顆衛(wèi)星，其軌道半徑分別為RA和RB，某時刻B衛(wèi)星正好位于A衛(wèi)星的正上方，如圖所示。已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。 (1)求這兩顆衛(wèi)星的周期。 (2)至少經(jīng)過多長時間，B衛(wèi)星再次運(yùn)動到A衛(wèi)星的正上方? 17．(15分)在不久的將來，我國科學(xué)家乘坐“嫦娥N號”飛上月球(可認(rèn)為是均勻球體)，為了研究月球，科學(xué)家在月球的“赤道”上以大小為v0的初速度豎直上拋一物體，經(jīng)過時間t1，物體回到拋出點；在月球的“兩極”處仍以大小為v0的初速度豎直上拋同一物體，經(jīng)過時間t2，物體回到拋出點。已知月球的半徑為R

12、，求： (1)月球的質(zhì)量。 (2)月球的自轉(zhuǎn)周期。 1 單元訓(xùn)練金卷·高三·物理(A)卷 第五單元 答 案 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．【答案】D 【解析】托勒密提出的是地心說，哥白尼提出的是日心說，選項D不正確。 2．【答案】A 【解析】根據(jù)開普勒第一定律得知，選項A正確；開普勒第二定律得知，選項B錯誤；據(jù)開普勒第三定律可知選項C錯誤；中心天體不同，繞中心天

13、體運(yùn)動的天體的軌道半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值是不相同的，選項D錯誤。 3．【答案】B 【解析】由＝mr可知，隨著衛(wèi)星高度的逐漸降低，其軌道半徑越來越小，周期逐漸減小，選項A錯誤；由＝m得v＝，線速度逐漸增大，選項B正確、C錯誤；因為加速度a＝，選項D錯誤。 4．【答案】C 【解析】衛(wèi)星受到木星的萬有引力作用繞木星做勻速圓周運(yùn)動，有＝mr成立，式中m為衛(wèi)星的質(zhì)量、M為木星的質(zhì)量、r為衛(wèi)星的軌道半徑、T為衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期，解得M＝，選項C正確，其他選項錯誤。 5．【答案】A 【解析】小銅球之間的萬有引力F＝，若半徑變?yōu)?R，則大銅球的體積是小銅球體積的8倍，大銅球的質(zhì)量也

14、是小銅球質(zhì)量的8倍，因此萬有引力應(yīng)為16倍，選項A正確。 6．【答案】C 【解析】飛船在靠近月球表面的軌道上運(yùn)行時，其軌道半徑近似等于月球半徑，飛船受到月球的萬有引力充當(dāng)其做勻速圓周運(yùn)動的向心力，則＝mR，又因為M＝ρV＝，解得平均密度ρ＝，選項C正確。 7．【答案】A 【解析】由萬有引力提供向心力G＝ma可知軌道半徑越小，向心加速度越大，故知A項正確，B錯誤；由G＝m得v＝可知軌道半徑越小，運(yùn)行速率越大，故C、D都錯誤。 8．【答案】B 【解析】由公式G＝mg和H＝得M＝，選項B正確。 9．【答案】BC 【解析】同步衛(wèi)星指的是與地球自轉(zhuǎn)同步，即同步衛(wèi)星的周期也是24小時，選項

15、A錯誤、B正確；同步衛(wèi)星是由地球?qū)ζ涞娜f有引力提供向心力，即＝m(R+h)，解得h＝－R，選項C正確；同步衛(wèi)星只能定點在赤道上空，選項D錯誤。 10．【答案】BD 【解析】由＝m得運(yùn)行速度v＝，選項A錯誤；＝m(R+h)得運(yùn)行周期T＝，選項B正確；a＝，選項C錯誤；衛(wèi)星越高，需要的發(fā)射速度越大，選項D正確。 11．【答案】AD 【解析】在遠(yuǎn)離其他天體的宇宙空間里的兩個天體，它們做勻速圓周運(yùn)動的向心力來源于它們之間的萬有引力，這兩個天體的周期一定相等，選項A正確；因為它們的質(zhì)量不一定相等，其軌道半徑也不一定相等，運(yùn)行速度不一定相等，向心加速度大小不一定相等，選項B、C錯誤；＝m1＝m2，

16、又因為，m1v1＝m2v2，選項D正確。 12．【答案】AB 【解析】＝mg，＝m，解得v＝，選項A正確；空間站的加速度a＝，選項B正確；＝m(R+R)，解得T＝4π，選項C錯誤；空間站里的人和物所受到的萬有引力都用來充當(dāng)其做勻速圓周運(yùn)動所需要的向心力，處于完全失重狀態(tài)，但重力并沒有消失，選項D錯誤。 13．【答案】AC 【解析】由a－x圖象可知，加速度沿豎直向下方向為正方向，根據(jù)牛頓第二定律有mg－kx＝ma，變形式為，該圖象的斜率為，縱軸截距為重力加速度g。根據(jù)圖象的縱軸截距可知，兩星球表面的重力加速度之比為；又因為在某星球表面上的物體，所受重力和萬有引力相等，即，即該星球的質(zhì)量。

17、又因為，聯(lián)立得。故兩星球的密度之比為，故A正確；當(dāng)物體在彈簧上運(yùn)動過程中，加速度為0的一瞬間，其所受彈力和重力二力平衡，mg＝kx，即；結(jié)合a－x圖象可知，當(dāng)物體P和物體Q分別處于平衡位置時，彈簧的壓縮量之比為：，故物體P和物體Q的質(zhì)量之比為，故B錯誤；物體P和物體Q分別處于各自的平衡位置（a＝0）時，它們的動能最大；根據(jù)v2＝2ax，結(jié)合a－x圖象面積的物理意義可知：物體P的最大速度滿足，物體Q的最大速度滿足，則兩物體的最大動能之比，C正確；物體P和物體Q分別在彈簧上做簡諧運(yùn)動，由平衡位置（a＝0）可知，物體P和Q振動的振幅A分別為x0和2x0，即物體P所在彈簧最大壓縮量為2x0，物體Q所在

18、彈簧最大壓縮量為4x0，則Q下落過程中，彈簧最大壓縮量時P物體最大壓縮量的2倍，D錯誤。 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．【解析】(1)衛(wèi)星在天體表面附近運(yùn)行的速度稱為第一宇宙速度，＝m　 (3分) 解得第一宇宙速度v＝　(2分) 即月球的第一宇宙速度v月＝v＝1.76 km/s?！?2分) (2)類比地球，“嫦娥四號”要返回地球，在月面起飛速度至少為： v2＝×1.76 km/s＝2.49 km/s?！?3分)

19、 15．【解析】(1)萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力，則： ＝m(R+h)　(2分) ＝mg　(2分) 解得同步衛(wèi)星距地面的高度h＝3.6 ×107 m。　(2分) (2)發(fā)出信號至接收到對方的信號所需的最短時間t＝　(2分) 解得t＝0.48 s。　(2分) 16．【解析】(1)萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力，有 ＝mARA　(2分) ＝mg　(2分) 可得A衛(wèi)星的周期TA＝　 (2分) 同理可得，B衛(wèi)星的周期TB＝。　 (2分) (2)要B衛(wèi)星再次運(yùn)動到A衛(wèi)星的正上方，則A衛(wèi)星至少要比B衛(wèi)星多轉(zhuǎn)過2π的角度，設(shè)時間為t，則 ()t＝2π　(3分) 解得：t＝?！?2分) 17．【解析】(1)科學(xué)家在“兩極”處豎直上拋物體時，由勻變速直線運(yùn)動的公式得：－v0＝v－g2t2　 (2分) 解得月球“兩極”處的重力加速度g2＝　 (2分) 同理可得月球“赤道”處的重力加速度g1＝　 (2分) 在“兩極”沒有月球自轉(zhuǎn)的影響下，萬有引力等于重力，＝mg2　 (2分) 解得月球的質(zhì)量M＝?！?(2分) (2)由于月球自轉(zhuǎn)的影響，在“赤道”上，有－mR＝mg1　 (3分) 解得：T＝2π。　(2分) 3